[發(fā)明專利]一種縫合式夾芯板有限元參數(shù)化建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710798861.2
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107577875B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李彥斌;楊軒;費慶國;吳邵慶;陳強
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張婧

1.一種縫合式夾芯板有限元參數(shù)化建模方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)、獲取縫合式夾芯板的幾何特征參數(shù),所述縫合式夾芯板包括上、下面板和位于中間的夾芯層，該夾芯層與上、下面板之間通過膠層粘合，并用縫合線縫合為一體；所述幾何特征參數(shù)包括縫合式夾芯板的長L、寬W、夾芯板各層的厚度h_i、縫合線截面半徑R、縫合線密度M和縫合角度θ；所述縫合線密度M為：

M＝M_hj×M_zj

其中，M_hj為縫合線行距，M_zj為縫合線針距；

(2)、獲取縫合式夾芯板的有限元建模特征參數(shù)，所述有限元建模特征參數(shù)包括：縫合式夾芯板網(wǎng)格尺寸m和夾芯板每層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格層數(shù)n_i，

其中縫合式夾芯板網(wǎng)格尺寸m為：

m＝max({x|x＝M_hj/N,N∈N^*}∩{x|x＝M_zj/N,N∈N^*}∩{x|x＝m_θ/N,N∈N^*}∩{x|x≤m_max})

式中，max()為求集合內(nèi)元素的最大值；x為滿足單一仿真分析要求的單元尺寸，N為任意正整數(shù)，N*為正整數(shù)集；m_θ為滿足縫合角度θ的單元尺寸，其公式為：m_θ＝H/tanθ，其中H為夾芯板總厚度，θ為縫合角度；m_max為滿足計算需求的有限元單元最大尺寸，其公式為：

式中，min()為求集合內(nèi)元素的最小值、E為彈性模量、h_i為縫合式夾芯板各層厚度、j為縫合式夾芯板層數(shù)、ρ為材料密度、ω_max為最高分析頻率、ν為泊松比；

所述夾芯板每層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格層數(shù)n_i為：

式中，h_i為各板厚度，m為單元尺寸；

(3)、采用幾何匹配關(guān)系建立縫合式夾芯板有限元模型數(shù)據(jù)庫；

(4)、將上述步驟編成參數(shù)化建模腳本程序即完成構(gòu)建縫合式夾芯板的有限元模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫合式夾芯板有限元參數(shù)化建模方法，其特征在于：所述步驟(3)中，首先采用六面體單元建立夾芯板有限元模型，對每層結(jié)構(gòu)建立有限元模型單元-節(jié)點信息矩陣、節(jié)點-坐標信息矩陣和材料屬性信息矩陣，并匹配相鄰層間單元信息和節(jié)點信息；再采用二維單元建立縫合線有限元模型，建立縫合線單元-節(jié)點信息矩陣，并將縫合線單元信息和節(jié)點信息與夾芯板單元信息和節(jié)點信息相匹配。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫合式夾芯板有限元參數(shù)化建模方法，其特征在于：所述步驟(4)中，采用MSC.PCL語言構(gòu)建縫合式夾芯板有限元模型，選擇單元卡片、材料卡片和節(jié)點卡片類型，依次輸出單元-節(jié)點信息矩陣、材料屬性矩陣和節(jié)點-坐標矩陣到Nastran計算文件；結(jié)束Nastran計算文件編寫，生成縫合式夾芯板有限元模型。